Alternative Antriebstechniken – aktueller Stand
Alternative Antriebskonzepte, Elektrifizierung und Hybridisierung gewinnen auch im Bereich der Bau- und Arbeitsmaschinen immer mehr an Bedeutung.
Dabei gibt es bereits Hersteller, die auch wasserstoffbetriebene Prototypen in Betrieb nehmen, prüfen und testen. Immer mehr Unternehmen sind daher zu einer Multi-Technologie-Strategie gezwungen, um einen Marktvorsprung gewährleisten zu können. Damit auch die Komponentenhersteller sowie Firmen, die sich mit den Rahmenbedingungen wie der notwendigen Infrastruktur und Logistik beschäftigen.
Ebenso rückt der ökonomische Aspekt, unteranderem getrieben von der Politik immer mehr in den Vordergrund. Nicht nur die Automobilindustrie wird hier in die Pflicht genommen. Ebenso sind Baumaschinenhersteller sowie Unternehmen aus den Branchen Nutzfahrzeuge, Landtechnik und Arbeitsmaschinen in Zukunft davon betroffen. Umso wichtiger ist es, in diesen Bereichen frühzeitig und kontinuierlich Entwicklungen voranzutreiben um einen neuen „best-fit“ definieren zu können.
Ein Ansatz findet sich in der Wasserstofftechnologie wieder.
Antriebskonzepte – klassisch oder alternativ?
Wasserstoff kann in der Antriebstechnik im Bereich von Arbeitsmaschinen und Nutzfahrzeugen in unterschiedlichen Konzepten eingesetzt werden.
Zum einen kann Wasserstoff als Kraftstoff im Verbrennungsmotor, meist Hubkolbenmotoren nach dem Ottoprinzip, eingesetzt werden. Dieses Verfahren hat ein gutes, steuerbares Abgasverhalten und einen etwas höheren Wirkungsgrad als ein nach dem Ottoverfahren arbeitender Benzinmotor.
Zum anderen kommt Wasserstoff in Brennstoffzellenfahrzeugen zum Einsatz. Hierbei kann zwischen mehreren Betriebsstrategien, die sich auf die Dimensionierung der Brennstoffzelle und der Batterie auswirken unterschieden werden.
Grundsätzlich sollte bei der Entscheidung für ein alternatives Antriebskonzept neben den Anforderungen an die Maschine, den Einsatzbereich und -ort sowie der Effizienz auch Aspekte der daraus resultierenden Anforderungen an die Logistik und Infrastruktur betrachtet werden.
Betankungsstrategie – der Aggregatszustand entscheidet
Prinzipiell kann Wasserstoff in jedem Aggregatszustand gespeichert werden. Als Speicherkonzepte kann aktuell zwischen Druck-, Flüssigspeicher und Kryo-komprimiertem Wasserstoff unterschieden werden. Letzterer versucht im gewissen Maße, die Nachteile beider Systeme (hoher Druck, niedrige Temperatur) auszugleichen, um die extremen Anforderungen an die entsprechenden Komponenten zu minimieren, was sich zuletzt ebenfalls in der Komplexität und den Kosten der Technologie widerspiegelt.
Effizienz – der Blick auf das Gesamtsystem
Beim Einsatz eines Brennstoffzellensystems im Bereich schwerer Fahrzeuge entsteht durch den Wirkungsgrad der Brennstoffzelle und die hohe Leistung sehr viel Abwärme. Bei der Auslegung des Gesamtsystems muss sich diesem Thema mit Hinblick der Einsatzzweckes angenommen werden. Dabei bietet ein intelligentes Medienmanagement, die Regelung von Heiz-Kühlkreisläufen und der Einsatz von Wärmerückgewinnungssystemen die Chance, Verluste in Form von Abwärme sinnvoll zu nutzen, um die Effizienz zu steigern.
Ausblick – die Zukunft gestalten
Ob Wasserstofftechnologie, die Elektrifizierung im Allgemeinem oder andere Strategien – innovative Ansätze für die Zukunft gibt es viele. Die Aufgabe ist es, die Richtigen für Sie zu finden.
Wir entwickeln mit Ihnen die Grundlage technischer Aspekte – produkt- und themenspezifisch – und begleiten Sie je nach Bedarf durch die gesamte Entwicklung bis in die Serie.
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Autoren: Larissa Gierl, Riccardo Princiotto
